ABSTRAK
Implementasi Robot Remot Control Menggunakan gesture Berbasis Mikrokontroler Arduino dan NRF24L01
‘’Rafika Jannah’’
Program studi Sistem Komputer
Telah dirancang sebuah alat Impelentasi Robot Remot Control Menggunakan gesture Berbasis Mikrokontroller Arduino dan NRF24L01.Yang dimanagerakandari robot dapat dikendalikan dengan menggunakan gerakan atau gesture tubuh manusia.Gestur tubuh manusia yang nantinya akan memberikan intruksi agar robot dapat bergerak. Robot gesture ini diharapkan dapat membantu kinerja manusia dalam kehidupan sehari-hari.System robot dengan gesture tubuh manusia memerlukan komunikasi antara robot dengan system pengendalinya.Komunikasi yang digunakan adalah system komunikasi NRF24L01, dimana menggunakan 2 buahNRF24L01 yang difungsikan sebagai media komunikasi (Transmiterdan Receiver) antara sistem robot dengan system control gesture Sistem robot ini menggunakan mikrokontroller Arduino Nano yang dimana Arduino Uno ini berfungsi sebagai pengolah data., pada sistem robot ini menggunakan driver pengerak arah putaran motor DC yang dimana driver Berfungsi menggerakan arah putaran motor DC pada roda robot. Power supply pada robot ini menggunakan 2 buah baterai Li-Ion 3,7 Volt yang di rangkai secara seri yang berfungsi untuk mensupply sistem robot agar dapat dioperasikan,.
Kata Kunci : Arduino Uno, NRF24L01,Receiver, Transmiter
iii
...
ABSTRAK ...
KATA PENGANTAR ... i
DAFTAR ISI ... iii
DAFTAR TABEL... v
DAFTAR GAMBAR ... vi
BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang ... 1
1.2 Rumusan Masalah ... 2
1.3 Batasan Masalah... 3
1.4 Tujuan Penulisan ... 3
1.5 Manfaat Penelitian ... 4
1.6 Metode Penelitian ... 4
BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Robotika ... 6
2.1.1 Peran robot bagi kehidupan manusia ... 7
2.1.2 Jenis-jenis Robot ... 8
2.2 Arduino nano ... 8
2.21 Kelebihan arduino ... 10
2.3 NRF24L01... 10
2.4 Sensor MPU6050 ... 13
2.5 Driver L298N ... 16
2.6 Baterai Li-Ion (Lithium-Ion) ... 17
2.6.1 Kelebihan dan kekurangan pada baterai Li-Ion (Lithium-Ion) ... 18
2.7 IC Regulator ... 19
2.7.1 Jenis-jenis IC Regulator ... 19
2.8 Fitur AVR ATMega328 ... 24
2.9 Motor DC ... 27
2.9.1 Prinsip kerja Motor DC ... 29
BAB III METODE PENELITIAN 3.1 Tahapan Penelitian ... 31
3.2 Metode Pengumpulan Data ... 32
3.3 Analisis Sistem Sedang Berjalan ... 33
3.4 Rancangan penelitian ... 34
3.4.1 Diagram blok sistem gesture pada sarung tangan ... 34
3.4.2 Diagram blok pada rangkaian robot ... 35
3.5 Rangkaian Penelitian ... 36
iv
3.6 Rancangan penstabil tegangan(regulator) ... 37
3.7 Rangkaian NRF24L01 ... 38
3.8 Rangkaian Driver L298N ... 39
3.9 RangkaianMotor DC ... 40
3.10 Rangkaian keseluruhan sistem ... 41
3.11 Flowhart sistem robot ... 42
3.11.1 Algoritma flowchart pada robot ... 43
3.12 flowchart sistem pada gesture ... 44
3.12.1 Algoritma flowchart pada gesture ... 45
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Kebutuhan spesifikasi minimum hardware dan software ... 46
4.2 pengujian software ... 47
4.3 Pengujian hardware ... 53
4.4 Uji coba perangkat ... 54
4.5 Pegujian rangkaian regulator... 54
4.6 Pengujian Mikrokontroler model mcuesp8266 ... 55
4.7 Pengujian Gerak robot dengan menggunakan gesture ... 56
4.8 Hasil Pengujian gerakan gesture ... 57
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan ... 58
5.2 Saran ... 59 DAFTAR PUSTAKA
BIOGRAFI
LAMPIRAN-LAMPIRAN
v
Tabel 4.1 Pengujian gerakan gesture ... 53 Tabel 4.2 Pengujian gerakana robot ... 53
vi
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1 Board arduino nano ... 9
Gambar 2.2 NRF24L01 ... 12
Gambar 2.3 Sensor MPU6050 ... 14
Gambar 2.4 Driver L298N ... 15
Gambar 2.5 Baterai Li-Ion ... 16
Gambar 2.6 IC Regulator ... 18
Gambar 2.7 Zener Regulator ... 18
Gambar 2.8 Regulator zener follower ... 19
Gambar 2.9 Basic op-amp series regulator ... 20
Gambar 2.10 Motor dc robot ... 26
Gambar 2.11 Prinsip kerja motor dc ... 27
Gambar 3.1 Diagram blok rangkaian gesture ... 31
Gambar 3.2 Diagram Blok Rangkaian robot... 32
Gambar 3.3 Rangkaian Regulator ... 33
Gambar 3.4 Rangkaian NRF24L01... 34
Gambar 3.5 Rangkaian Driver L298N ... 35
Gambar 3.6 Rangkaian Motor DC ... 36
Gambar 3.7 Rangkaian keseluruhan sistem ... 37
Gambar 3.8 Flowchart sistem robot ... 38
Gambar 3.9 Flowchart Sistem gesture ... 40
Gambar 4.1 Tampilan software arduino... 44
Gambar 4.2 Tampilan program ... 45
Gambar 4.3 Proses penyimpanan file... 46
Gambar 4.4 Hasil compile... 47
Gambar 4.5 Hasil compile program yang salah ... 48
Gambar 4.6 Keseluruhan sistem ... 49
Gambar 4.7 Tegangan output ic regulator... 50
Gambar 4.8 Proses pemograman arduino nano... 51
Gambar 4.9 Robot remote control menggunakan gesture ... 52
1 Latar Belakang
Perkembangan zaman saat ini sangat pesat. Dimana berbagai teknologi telah dikembangkan mulai dari robot, alat ukur, komunikasi, senjata dll yang nantinya dapat membantu setiap pekerjaan manusia. Alat-alat tersebut selalu dikembangkan dari pihak sekolah, mahasiswa, pemerintah, para ilmuan dan perusahaan- perusahaan teknologi. Teknologi robot adalah salah satu penemuan manusia yang paling maju pada abad 21. Robot merupakan alat bantu yang dapat digunakan manusia untuk keperluan memudahkan kerja manusia dan bahkan menggantikan peran manusia dalam melakukan sesuatu yang beresiko terhadap keamanan maupun keselamatan manusia.(Janner Simarmata. 2006).
Berbagai robot telah dikembangkan dan dibuat untuk memenuhi keinginan manusia. Cepatnya perkembangan dalam pembuatan robot membuat para mahasiswa ingin mempelajari dan mengembangkan ilmunya mengenai pengetahuan robot, mulai dari prototype sampai system yang sebenarnya. Pada penelitian sebelumnya dibuatlah penelitian dengan judul Pengontrolan Robot Berbasis Arduino menggunakan Android,yang dibuat oleh Julpri Andika Universitas mercu Buana Jakarta ,yang dimana gerakan robot tersebut dikontrol dengan menggunakan android .
2
Untuk memenuhi keinginan perkembangan zaman saat ini dibuatlah suatu perkembangan robot dengan judul penelitian prototype robot gesture, dimana gerakan dari robot dapat dikendalikan dengan menggunakan gerakan atau gesture tubuh manusia. Gesture tubuh manusia yang nantinya akan memberikan intruksi agar robot dapat bergerak.
Robot gesture ini diharapkan dapat membantu kinerja manusia dalam kehidupan sehari-hari. System robot dengan gesture tubuh manusia memerlukan komunikasi antara robot dengan system pengendalinya. Komunikasi yang digunakan adalah system komunikasi NRF24L01, dimana menggunakan 1 buah NRF24L01yang difungsikan sebagai media komunikasi antara sistem robot dengan sistem control gesture. Pada penelitian ini dibuat Implementasi Robot Remot Control Menggunakan gesture Berbasis Mikrokontroler Arduino dan NRF24L01.
Sistem ini memiliki kelebihan dalam sistem pengendalian yaitu dengan menggunakan gesture dari tubuh manusia sebagai sistem pengontrolannya
1.2 Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang yang telah diuraikan di atas maka rumusan masalah pada penelitian ini adalah:
a) Bagaimana mengimplementasikan sistem control menggunakan gesture sebagai pengontrol pada sistem pergerakan robot .
b) Bagaimana mengimplementasikan mikrokontroler Arduino sebagai pengontrol semua sistem pada sistem robot menggunakan control gesture.
c) Bagaimana mengimplementasikan NRF24L01 sebagai media komunikasi antara sistem robot dan sistem pengendali gerakan robot.
1.3 Batasan Masalah
Batasan masalah pada penelitian ini adalah:
a) Rangakaian Mikrokontroler yang di gunakan adalah mikrokontroler Arduino.
b) Sistem berbasis mikrokontroler Arduino yang bertugas mengatur seluruh kegiatan sistem yang dirakit.
c) NRF24L01 berfungsi sebagai media komunikasi antara sistem robot dengan sistem pengendali gerakan robot.
d) Gesture dari tubuh manusia digunakan sebagai pengontrol gerakan robot.
1.4 Tujuan Penulisan
Adapun Tujuan dari penulisan tugas akhir ini sebagai berikut :
a) Memanfaatkan gesture tubuh manusia sebagai sistem pengendali gerakan robot.
b) Mengaplikasikan Mikrokontroler Arduino sebagai pusat control dalam sistem elektronika.
c) Mengaplikasikan NRF24L01 sebagai media komunikasi antara sistem robot dengan sistem pengendali gerakan robot.
4
1.5 Manfaat Penelitian
Manfaat dari penelitian ini adalah sebagai berikut:
a) Melatih kemampuan mahasiswa untuk membuat suatu teknologi yang dapat diapilikasikan dalam kehidupan terkhususnya dalam bidang robot.
b) Dengan perancangan alat ini diharapkan dapat membantu dan memudahkan pekerjaan manusia dalam kehidupan sehari-hari.
1.6 Metode Penelitian
Dalam menyusun skripsi ini penulis melakukan beberapa penerapan metode penelitian untuk menyelesaikan permasalahan. Metode penelitian yang dilakukan adalah dengan cara:
a) Studi pustaka untuk mengumpulkan, mempelajari serta menyeleksi bahan- bahan tentang pemograman berbasis mikrokontroler Arduino.
b) Pengumpulan data yang berhubungan dengan tugas akhir.
Data yang dibutuhkan adalah data-data tentang komponen-komponen elektronika yang akan digunakan dalam perancangan alat.
c) Analisis Sistem.
Melakukan analisis terhadap program yang akan dibuat serta komponen- komponen elektronika yang digunakan.
d) Perancangan sistem.
Merancang suatu sistem robot dengan menggunakan control gesture berbasis mikrokontroler arduino. Termasuk interface aplikasi dan perancangan susunan rangkaian elektronika.
e) Impelentasi Sistem (Coding).
Menyusun kode program untuk sistem robot dengan menggunakan control gesture berbasis mikrokontroler arduino.
f) Testing.
Melakukan pengujian sistem yang telah dibuat sehingga dapat melakukan perbaikan sistem apabila ditemukan kesalahan pada sistem.
g) Dokumentasi Sistem.
Pembuatan dokumentasi sistem,lengkap dengan analisis yang telah diperoleh
6 BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Robotika
Kata robot berasal dari bahasa Ceko yaitu robota, yang berarti pekerja.
Menurut arti Bahasa, robot adalah alat mekanik yang dapat melakukan tugas fisik, baik menggunakan pengawasan dan kontrol manusia, atau menggunakan program yang telah didefenisikan terlebih dahulu. Robot diperkenalkan pertama kali oleh Wright Karl Capek pada tahun 1920 melalui sandiwara komedi yang berjudul RUR (Rossum’s Universal Robots). Dalam sandiwara ini, diceritakan seorang tokoh ilmu pengetahuan bernama Rossum yang menciptakan bahan tiruan daging dan tulang melalui proses biologi dan elaktronik (Budiharto, Widodo. 2005).
Pada tahun 1941, penulis fiksi ilmiah Isaac Asimov memperkenalkan istilah robotics dalam teknologi robot. Robotics diterima sebagai istilah atau kata untuk mendeskripsikan semua kemajuan teknologi yang berhubungan dengan robot. Pada tahun 1956, Georde Devil Joseph Engelberger membentuk perusahaan robot untuk pertama kalinya. Beberapa tahun berikutnya tepatnya pada tahun 1961, general motor pertama kali menggunakan robot untuk pabrik otomotifnya. Robot industri kemudian berkembang pesat dan mulai banyak digunakan pada tahun 1980 oleh perusahaan selain otomotif. Pada tahun inilah perkembangan elektronik dan komputer telah melahirkan robot modern (Ardi.2008).
2.1.1 Peran Robot Bagi Kehidupan Manusia
Dalam kehidupan manusia masa kini robot sudah banyak diaplikasikan dalam berbagai bidang. Secara umum robot berfungsi sebagai alat bantu manusia dalam menyelesaikan tugas yang terkadang sulit untuk diselesaikan karena membutuhkan konsentrasi dan resiko kecelakaan yang cukup besar. Bahkan ada juga robot bermain yang diciptakan hanya untuk menemani manusia dalam aktifitasnya sehari- hari. Dengan adanya robot tersebut manusia dapat terhibur ketika merasakan sedih, kesepian bahkan kejenuhan yang timbul disela-sela aktifitas yang padat
Bentuk robot sangat bervariasi disesuaikan dengan kegunaanya masingmasing. Ada yang berbentuk seperti manusia, hewan, kendaraan dan sebagainya. Sebuah robot tidak perlu meniru semua tingkah laku manusia namun cukup dengan mengadopsi dua atau tiga system yang ada pada diri manusia seperti pendengaran, penglihatan, dan gerakan. Dalam dunia industri, robot telah mengambil peran penting dalam menggantikan tugas manusia dalam beberapa bidang seperti industri perakitan mobil, elektronik dan industri pengemasan. Robot dalam dunia industri memberi banyak manfaat seperti mempercepat proses produksi serta kualitas produk yang dihasilkan lebih terjamin. Lain halnya dalam dunia medis, robot mengambil peran penting dalam membantu tenaga medis dalam melakukan tindakan operasi bedah misalnya bedah jantung, kanker dan operasi mata. Namun dalam dunia medis robot masih jarang dibiarkan untuk melakukan operasi secara otomatis atau tanpa dikendalikan oleh dokter.
8
Dalam dunia antariksa robot telah digunakan untuk meneliti kehidupan di luar angkasa seperti robot Phoenix Lander yang diluncurkan pada tahun 2007 dalam misi penelitian di planet mars (Setiawan, Iwan, 2008)
2.1.2 Jenis-jenis Robot
Secara umum, robot memiliki dua jenis yaitu robot terkontrol (controlled robot) yang dikendalikan oleh remote control dan robot automatis (autonomous robot) yang mampu mengambil keputusan sendiri. Tidak semua robot memiliki bentuk seperti manusia (robot humanoid) yang mempunyai tangan, kaki dan kepala.
Ada beberapa robot yang hanya mempunyai tangan (robot manipulator), robot beroda (mobile robot), robot yang dapat terbang (flying robot), dan robot yang menyerupai binatang (robot animalia). Berbagai macam robot tersebut diciptakan sesuai dengan kebutuhan atau bertugas menyelesaikan pekerjaan yang lebih spesifik (Ardi.2008) .
2.2 Arduino Nano
Arduino Nano memiliki ukuran sebesar kartu kredit. Walaupun berukuran kecil seperti itu, papan itu mengandung mikrokontroller dan sejumlah input/output (I/O) yang memudahkan pemakai untuk menciptakan berbagai proyek elektronika yang dikhususkan untuk menangani tujuan tertentu (Elektur. 1996).
Arduino nano dilengkapi dengan static-random access memory (SRAM) berukuran 2 kb untuk memegang data, flash memory berukuran 32 kb, dan erasable programmable read only memory (EEPROM). SRAM digunakan untuk
menampung data atau hasil pemrosesan data selama arduino menerima pasokan catu daya. Flash memory untuk menaruh program yang telah anda buat. EEPROM digunakan untuk menaruh program bawaan dari Arduino Uno dan sebagian lagi dapat dimanfaatkan untuk menaruh data milik anda secara permanen
Arduino nano adalah arduino board yang menggunakan mikrokontroler ATmega328. Arduino Uno memiliki 14 pin digital (6 pin dapat digunakan sebagai output PWM), 6 input analog, sebuah 16 MHz osilator kristal, sebuah koneksi USB, sebuah konektor sumber tegangan, sebuah header ICSP, dan sebuah tombol reset.
Arduino nano memuat segala hal yang dibutuhkan untuk mendukung sebuah mikrokontroler. Hanya dengan menghubungkannya ke sebuah komputer melalui USB atau memberikan tegangan DC dari baterai atau adaptor AC ke DC sudah dapat membuatnya bekerja. Arduino nano menggunakan ATmega16U2 yang diprogram sebagai USB-to-serial converter untuk komunikasi serial ke komputer melalui port USB (Janner Simarmata. 2006).
Gambar 2.1 Board Arduino nano Sumber www.arduino.cc.
10
Bahasa pemrograman arduino adalah bahasa pemrograman yang umum digunakan untuk membuat perangkat lunak yang ditanamkan pada arduino board.
Bahasa pemrograman arduino mirip dengan bahasa pemrograman C++ (Jogiyanto Hartono. 1993).
Arduino Development Environment adalah perangkat lunak yang digunakan untuk menulis dan meng-compile program untuk arduino. Arduino Development environment juga digunakan untuk meng-upload program yang sudah di-compile ke memori program arduino board (Jogiyanto Hartono. 1993).
2.2.1 Kelebihan Arduino
1. Mikrokontroler akan menjadi lebih dan menyenangkan. tinggal colok ke USB, dan tidak perlu membuat downloader untuk mendownload program yang telah kita buat.
2. Didukung oleh Arduino IDE, bahasa pemrograman yang sudah cukup lengkap dan jelas dalam satu sistem .
3. Terdapat list program yang siap pakai/shield yang bisa langsung dipasang pada board Arduino.
2.3 NRF24L01
Modul Wireless nRF24L01 adalah sebuah modul komunikasi jarak jauh yang memanfaatkan pita gelombang RF 2.4GHz ISM (Industrial, Scientific and Medical). Modul ini menggunakan antarmuka SPI untuk berkomunikasi. Tegangan kerja dari modul ini adalah 5V DC.nRF24L01 memiliki baseband logic Enhanced
ShockBurst™ hardware protocol accelerator yang support “high-speed SPI interface for the application controller”. NRF24L01 merupakan modul komunikasi jarak jauh yang menggunakan frekuensi pita gelombang radio 2.4-2.5 GHz ISM (Industrial Scientific and Medical).
NRF24L01 memiliki true ULP solution, yang memungkinkan daya tahan baterai berbulan-bulan hingga bertahun-tahun. Modul ini dapat digunakan untuk pembuatan pheriperal PC, piranti permainan, piranti fitnes dan olahraga, mainan anak-anak dan alat lainnya. (Elektur.1996)
Beberapa fitur yang terdapat pada nRF24L01+ meliputi : Radio
1. Operasi pita ISM 2,4 GHz 2. 126 kanal RF
3. Common RX dan TX interface 4. Modulasi GFSK
5. 250kbps, 1 dan 2Mbps data rate udara
6. Jarak saluran 1MHz non-overlapping pada 1Mbps 7. Jarak saluran 2MHz non-overlapping pada 2Mbps Pemancar
1. Daya keluaran yang dapat diprogram: 0, -6, -12 or -18dBm 2. 11.3mA pada daya keluaran 0dBm
Penerima
1. AGC untuk meningkatkan jangkauan yang dinamis 2. Filter saluran terpadu
12
3. 13.5mA di 2Mbps
4. Sensitivitas -82dBm pada 2 Mbps 5. -85dBm sensitivitas pada 1 Mbps 6. -94dBm sensitivitas pada 250 kbps Manajemen daya
1. Pengatur tegangan terintegrasi 2. Kisaran pasokan 1,9 sampai 3.6V
3. Mode idle dengan waktu start-up yang cepat untuk manajemen dayA Modul ini memiliki 8 buah pin, diantaranya :
1. VCC (3.3V DC) 2. GND
3. CE 4. CSN 5. MOSI 6. MISO 7. SCK 8. IR
Gambar 2.2 NRF24L01 Sumber www.indo-ware.com
2.4 Sensor MPU6050
Sensor MPU6050 adalah sensor mampu membaca kemiringan sudut berdasarkan data dari sensor accelerometer dan sensor gyroscope.Sensor ini juga dilengkapi oleh sensor suhu yang dapat digunakan untuk mengukur suhu dikeadaan sekitar. Jalur data yang digunakan pada sensor ini adalah jalur data I2CMPU-6050 yangmerupakan 6 axis Motion Processing Unit dengan penambahan regulator tegangan dan beberapa komponen pelengkap lainnya yang membuat modul ini siap dipakai dengan tegangan supply sebesar 3-5VDC. Modul ini memiliki interface I2C yang dapat disambungkan langsung ke MCU yang memiliki fasilitas I2C.
Sensor MPU-6050 (sensor sudut) adalah sebuah modul yang berbasis pada chip MPU6050 produksi perusahaan InvenSense. Chip ini terdiri dari dua buah sensor, yaitu accelerometer 3 axis dan gyroscope 3 axis yang menggunakan teknologi Micro Electro-Mechanical System (MEMS). MPU6050 ini adalah sensor
14
deteksi gerakan pertama kali didunia yang menggunakan daya rendah, murah dan berkemampuan tinggi untuk tablet, smartphone dan perangkat lainnya.
(Invensense, 2011).
Sensor MPU-6050 berisi sebuah MEMS Accelerometer dan sebuah MEMS Gyro yang saling terintegrasi. Sensor ini sangat akurat dengan fasilitas hardware internal 16 bit ADC untuk setiap kanalnya. Sensor ini akan menangkap nilai kanal axis X, Y dan Z bersamaan dalam satu waktu
Berikut adalah spesifikasi dari Modul ini : 1. Berbasis Chip MPU-6050
2. Supply tegangan berkisar 3-5V
3. Gyroscope range + 250 500 1000 2000 ° / s 4. Acceleration range: ± 2 ± 4 ± 8 ± 16 g 5. Communication standard I2C
6. Chip built-in 16 bit AD converter, 16 bits data output 7. Jarak antar pin header 2.54 mm
8. Dimensi modul 20.3mm x 15.6mm
Gambar 2.3 Sensor MPU6050 Sumber www.elektronicwings.com.
Sensor Mpu6050 merupakan input bagi robot yang mengatur keseimbangan robot, mpu6050 ini memiliki sensor Accelerometer dan Gyroscope yang sudah terintegrasi. Selain itu sensor robot dibantu dengan logika PID yang secara runtime melakukan pengecekan error dari sensor.Arduino mega 328 merupakan pusat pengendali dari semua system yang ada di dalam robot ini.Motor driver l298 merupakan pengatur motor dc yang merupakan penggerak dari robot dan terhubung dengan Arduino. Kecepatan motor dc akan diatur didalam Arduino dan hasil dari
16
sensor akan menentukan arah gerak motor dc. Disaat posisi robot miring ke arah depan maka motor akan bergerak kedepan dan begitu sebaliknya dan robot berada pada titik seimbang saat berada pada titik sudut 0. Disaat robot belum mendapat posisi seimbang atau masih dalam posisi miring maka proses akan diulang kembali dari pembacaan kemiringan robot. Proses ini akan terus berulang – ulang selama daya masuk kedalam mikrokontroler.
2.5 Driver L298N
Driver motor L298N merupakan module driver motor DC yang paling banyak digunakan atau dipakai di dunia elektronika yang difungsikan untuk mengontrol kecepatan serta arah perputaran motor DC. IC L298 merupakan sebuah IC tipe H- bridge yang mampu mengendalikan beban-beban induktif seperti relay, solenoid, motor DC dan motor stepper. Pada IC L298 terdiri dari transistor-transistor logik (TTL) dengan gerbang nand yang berfungsi untuk memudahkan dalam menentukan arah putaran suatu motor dc maupun motor stepper. Untuk dipasaran sudah terdapat modul driver motor menggunakan ic l298 ini, sehingga lebih praktis dalam penggunaannya karena pin I/O nya sudah terpackage dengan rapi dan mudah digunakan.
Kelebihan akan modul driver motor L298N ini yaitu dalam hal kepresisian dalam mengontrol motor sehingga motor lebih mudah untuk dikontrol.(Setiawan.
2008)
Gambar 2.4 Driver L298
Sumber www.elektronicwings.com
2.6 Baterai Li-Ion (Lithium-Ion)
Baterai jenis Li-Ion (Lithium-Ion) merupakan jenis Baterai yang paling banyak digunakan pada peralatan Elektronika portabel seperti Digital Kamera, Handphone, Video Kamera ataupun Laptop. Baterai Li-Ion memiliki daya tahan siklus yang tinggi dan juga lebih ringan sekitar 30% serta menyediakan kapasitas yang lebih tinggi sekitar 30% jika dibandingkan dengan Baterai Ni-MH. Rasio Self- discharge adalah sekitar 20% per bulan. Baterai Li-Ion lebih ramah lingkungan karena tidak mengandung zat berbahaya Cadmium.Sama seperti Baterai Ni-MH (Nickel- Metal Hydride), Meskipun tidak memiliki zat berbahaya Cadmium, Baterai Li-Ion tetap mengandung sedikit zat berbahaya yang dapat merusak
18
kesehatan manusia dan Lingkungan hidup, sehingga perlu dilakukan daur ulang (recycle) dan tidak boleh dibuang di sembarang tempat. (Setiawan. 2008)
Gambar 2.5 Baterai Li-Ion (Lithium-Ion) Sumber www.elektronicwings.com.
2.6.1 Kelebihan dan kekurangan pada Baterai Li-Ion ( Lithiun-Ion) 1. Kelebihan Baterai Li-Ion ( Lithiun-Ion)
a. harga terjangkau dan mudah ditemukan b. bisa di buka tanpa alat
c. bisa di cash dan di isi berulang-ulang d. perawatan gampang
2. Kekurangan Baterai Li-Ion ( Lithiun-Ion) a. suhu panas,baterai akan terbakar dan meledak
b. kapasitas penyimpanan besar sehingga bentuk lebih besar dan tebal c. daya tahan menurun jika pengisian semakin sedikit
d. baterai bertahan selama 1-2 tahun dari pemakaian pertama sampai rusak
2.7 IC Regulator
IC Voltage Regulator adalah IC yang digunakan untuk mengatur tegangan di rangkaian elektronika. Rangkaian voltage regulator ini banyak ditemukan dirangkaian adaptor yang bertugas untuk memberikan tegangan DC, rangkaian voltage regulator (pengatur tegangan) Merupakan suatu keharusan agar tengangan yang diberikan kepada rangkaian lainnya stabil dan bebas dari fluktuasi. Fungsi Voltage Regulator Untuk mempertahankan atau memastikan tegangan pada level tertentu secara otomatis.
2.7.1 Jenis-jenis IC Volatage Regulator
Terdapat beberapa pengelompokan IC diantaranya berdasarkan jumlah Terminal (3 terminal dan 5 terminal), berdasarkan Linear Voltage Regular dan Switching Voltage Regulator, dan yang ketiga berdasarkan Fixed Voltage Regulator, Adjustable Voltage Regulator, Switching Voltage Regulator.Fixed Voltage Regulator (Pengatur Tegangan Tetap) IC jenis ini memiliki tegangan tetap tidak bisa di atur tegangannya dan nilainya sudah di atur oleh produsen misalnya IC Voltage Regulator 7805 maka output tegangannya hanya 5 v. IC Voltage Regulator juga dikategorikan sebagai IC Linear Voltage Regulator.Dibawah ini adalah rangkaian dasar untuk IC LM78XX beserta bentuk komponennya (Fixed Voltage Regulator). (Alfred, 2002)
20
Gambar 2.6 IC Regulator Sumber penulis.
➢ Perlunya Regulator
Ada beberapa alasan yang mungkin diperlukannya sebuah regulator....
1. Fluktuasi tegangan jala-jala
2. Perubahan tegangan akibat beban (loading)
3. Perlu pembatasan arus dan tegangan untuk keperluan tertentu
➢ Ada 4 jenis regulator : 1) Regulator Dengan Zener
Rangkaian regulator yang paling sederhana, zener bekerja pada daerah breakdown sehingga menghasilkan tegangan output yang sama dengan tegangan zener atau : Namun, rangkaian ini hanya bermanfaat jika arus beban tidak lebih dari 50mA.
Gambar 2.7 Zener Regulator Sumber www.elektronicwings.com.
2) Regulator Zener Follower
Regulator ini pada dasarnya adalah regulator zener yang dikonfigurasikan dengan sebuah transistor NPN untuk menghasilkan arus yang cukup besar. V BE adalah tegangan base-emitor dari transistor Q1 yang besarnya antara 0.2 - 0.7 volt bergantung pada jenis transistor yang digunakan. Dengan mengabaikan arus I B yang mengalir pada base transistor, dapat dihitung besar tahanan R2 yangdiperlukan adalah : Iz adalah arus minimum yang diperlukan oleh dioda zeneruntuk mencapai tegangan breakdown zener tersebut. Besar arus ini dapat diketahui dari datasheet yang besarnya lebih kurang 20 mA. Jika diperlukan catu arus yang lebih besar, tentu perhitungan arus base I B pada rangkaian di atas tidak bisa diabaikan lagi. Seperti yang diketahui, besar arus I C akan berbanding lurus
22
terhadap arus I B atau dirumskan dengan : Untuk keperluan itu, transistor Q1 yang dipakai bisa diganti dengan tansistor darlington yang biasanya memiliki nilai b yang cukup besar. Dengan transistor darlington , arus base yang kecil bisa menghasilkan arus Ic yang lebih besar (Syahwil, Muhammad. 2013)
Gambar 2.8 Regulator Zener Follower Sumber www.elektronicwings.com
3) Regulator Op-Amp
Teknik regulasi yang lebih baik lagi adalah dengan menggunakan Op-Amp untuk men-drive transistor Q. Dioda zener di sini tidak langsung memberi umpan ke transistor Q, tetapi sebagai tegangan referensi bagi Op-Amp IC1. Umpan balik pada pin negatif Op-amp adalah cuplikan dari tegangan keluar regulator, yaitu : Jika tegangan keluar V out menaik, tegangan V in(-) juga akan menaik sampai tegangan inisama dengan tegangan referensi Vz. Demikian sebaliknya jika tegangan keluar V out menurun, misalnya karena suplai arus ke beban meningkat, Op-amp akan menjaga kestabilan di titik referensi V z dengan memberi arus IB ke transistor Q1
sehingga pada setiap saat Op-amp menjaga kestabilan: Dengan mengabaikan tegangan VBE transistor Q1 dan mensubsitusi rumus, diperoleh hubungan matematis :
Pada rangkaian ini tegangan output dapat diatur dengan mengatur besar R1 dan R2 .(Situmorang, Marhaposan. 2011)
Gambar 2.9 Basic Op-Amp Series Regulator Sumber www.elektronicwings.com.
4) Regulator IC (itegrated Circuit)
Sekarang mestinya tidakperlu susah payah lagi mencari op-amp, transistor dan komponenlainnya untuk merealisasikan rangkaian regulator seperti di atas karena rangkaian semacam ini sudah dikemas menjadi satu IC regulator tegangan tetap. Saat ini sudah banyak dikenal komponen seri 78XX sebagai regulator tegangan tetap positif dan seri 79XX yang merupakan regulator untuk tegangan tetap negatif. Bahkan komponen ini biasanya sudah dilengkapi dengan pembatas arus ( current limiter ) dan juga pembatas suhu ( thermal shutdown ). Komponen ini hanya tiga pin dan dengan menambah beberapa komponen saja sudah dapat menjadi
24
rangkaian catu daya yang ter-regulasi dengan baik.Misalnya 7805 adalah regulator untuk mendapat tegangan 5 volt, 7812 regulator tegangan 12 volt dan seterusnya, sedangkan seri 79XX misalnya adalah 7905 dan 7912 yang berturut-turut adalah regulator tegangan negatif 5 dan 12 volt. (Budiharto, Widodo. 2005)
2.8 Fitur AVR ATMega328
ATMega328 adalah mikrokontroller keluaran dari atmel yang mempunyai arsitektur RISC (Reduce Instruction Set Computer) yang dimana setiap proses eksekusi data lebih cepat dari pada arsitektur CISC (Completed Instruction Set Computer).
Mikrokontroller ini memiliki beberapa fitur antara lain :
a) 130 macam instruksi yang hampir semuanya dieksekusi dalam satu siklus clock.
b) 32 x 8-bit register serba guna.
c) Kecepatan mencapai 16 MIPS dengan clock 16 MHz.
d) 32 KB Flash memory dan pada arduino memiliki bootloader yang menggunakan 2 KB dari flash memori sebagai bootloader.
e) Memiliki EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read Only Memory) sebesar 1KB sebagai tempat penyimpanan data semi permanent karena EEPROM tetap dapat menyimpan data meskipun catu daya dimatikan.
f) Memiliki SRAM (Static Random Access Memory) sebesar 2KB.
g) Memiliki pin I/O digital sebanyak 14 pin 6 diantaranya PWM (Pulse Width Modulation) output.
h) Master / Slave SPI Serial interface.
Mikrokontroller ATmega 328 memiliki arsitektur Harvard, yaitu memisahkan memori untuk kode program dan memori untuk data sehingga dapat memaksimalkan kerja dan parallelism.Instruksi – instruksi dalam memori program dieksekusi dalam satu alur tunggal, dimana pada saat satu instruksi dikerjakan instruksi berikutnya sudah diambil dari memori program. Konsep inilah yang memungkinkan instruksi – instruksi dapat dieksekusi dalam setiap satu siklus clock.
32 x 8-bit register serba guna digunakan untuk mendukung operasi pada ALU ( Arithmatic Logic unit ) yang dapat dilakukan dalam satu siklus. 6 dari register serbaguna ini dapat digunakan sebagai 3 buah register pointer 16-bit pada mode pengalamatan tidak langsung untuk mengambil data pada ruang memori data.
Ketiga register pointer 16-bit ini disebut dengan register X ( gabungan R26 dan R27 ), register Y ( gabungan R28 dan R29 ), dan register Z ( gabungan R30 dan R31 ).
Hampir semua instruksi AVR memiliki format 16-bit. Setiap alamat memori program terdiri dari instruksi 16-bit atau 32-bit. Selain register serba guna di atas, terdapat register lain yang terpetakan dengan teknik memory mapped I/O selebar 64 byte. Beberapa register ini digunakan untuk fungsi khusus antara lain sebagai register control Timer/ Counter, Interupsi, ADC, USART, SPI, EEPROM, dan fungsi I/O lainnya. Register – register ini menempati memori pada alamat 0x20h – 0x5Fh.
Mikrokontroler ATMega 16 Sebuah komputer mikro memiliki tiga komponen utama, yaitu: unit pengolahan pusat (CPU: Central Processing Unit), memori dan system I/O (Input/output) untuk dihubungkan ke perangkat luar. CPU
26
yang mengatur sistem kerja komputer mikro, dibangun oleh sebuah mikroprosesor.
Memori terdiri atas GEPROM untuk menyimpan program dan RAM untuk menyimpan data. Sistem I/O bisa dihubungkan dengan perangkat luar misalnya sebuah keyboard dan sebuah monitor, bergantung pada aplikasinya. Apabila CPU, memori dan sistem I/O dalam sebuah chip semikonduktor, maka inilah yang dinamakan mikrokontroler [2]. ATMEGA16 mempunyai throughput mendekati 1 Millions Instruction Per Second (MIPS) per MHz, sehingga membuat konsumsi daya menjadi rendah terhadap kecepatan proses eksekusi perintah . Mikrokontroler merupakan sebuah prosesor yang digunakan untuk kepentingan kontrol. Meskipun mempunyai bentuk yang jauh lebih kecil dari suatu komputer pribadi dan komputer mainframe, mikrokontroler dibangun dari elemenelemen dasar yang sama. Seperti umumnya komputer, mikrokontroler adalah alat yang mengerjakan instruksi–
instruksi yang diberikan kepadanya. Artinya, bagian terpenting dan utama dari suatu sistem terkomputerisasi adalah program itu sendiri yang dibuat oleh seorang programer. Program ini mengisntruksikan komputer untuk melakukan tugas yang lebih kompleks yang di inginkan oleh programmer. (Edward, Setyawan. 1994).
Beberapa fitur yang umumnya ada di dalam mikrokontroler adalah sebagai berikut:
1. ROM (Read Only Memory)
ROM berfungsi untuk tempat penyimpanan variable. Memori ini bersifat volatile yang berarti akan kehilangan semua datanya jika tidak memdapat catu daya.
2. RAM (Random Access Memory)
RAM digunakan oleh mikrokontroler untuk tempat penyimapan program yang akan diberikan oleh user
3. Register
Merupakan tempat penyimpanan nilai – nilai yang akan digunakan dalam proses yang telah disediakan oleh mikrokontroler.
4. Special Function Register
Merupakan register khusus yang berfungsi untuk mengatur jalanya mikrokontroler. Register ini terletak pada RAM.
5. Input dan Output Pin
Pin input adalah bagian yang berfungsi sebagai penerima signal dari luar, pin ini dapat dihubungkan ke berbagai media inputan seperti keypad, sensor, dan sebagainya. Pin output adalah bagian yang berfungsi untuk mengeluarkan signal dari hasil proses algoritma mikrokontroler.
2.9 Motor DC
Motor DC adalah motor listrik yang memerlukan suplai tegangan arus searah pada kumparan medan untuk diubah menjadi energi gerak mekanik. Kumparan medan pada motor dc disebut stator (bagian yang tidak berputar) dan kumparan jangkar disebut rotor (bagian yang berputar). Motor arus searah, sebagaimana namanya, menggunakan arus langsung yang tidak langsung/directunidirectional.
Motor DC adalah piranti elektronik yang mengubah energi listrik menjadi energi mekanik berupa gerak rotasi. Pada motor DC terdapat jangkar dengan satu atau
28
lebih kumparan terpisah. Tiap kumparan berujung pada cincin belah (komutator).
Dengan adanya insulator antara komutator, cincin belah dapat berperan sebagai saklar kutub ganda (double pole, double throw switch). (P. Insap Santosa. 1991)
Motor DC bekerja berdasarkan prinsip gaya Lorentz, yang menyatakan ketika sebuah konduktor beraliran arus diletakkan dalam medan magnet, maka sebuah gaya (yang dikenal dengan gaya Lorentz) akan tercipta secara ortogonal diantara arah medan magnet dan arah aliran arus. Motor DC tersusun dari dua bagian yaitu bagian diam (stator) dan bagian bergerak (rotor). Stator motor arus searah adalah badan motor atau kutub magnet (sikat-sikat), sedangkan yang termasuk rotor adalah jangkar lilitanya. Pada motor, kawat penghantar listrik yang bergerak tersebut pada dasarnya merupakan lilitan yang berbentuk persegi panjang yang disebut kumparan. (Budiharto, Widodo. 2005)
Gambar 2.10 Motor DC Robot Sumber www.elektronicwings.com.
2.9.1 Prinsip kerja Motor DC
Pada sebuah motor DC terdapat dua bagian utama yakni rotor dan stator.
Rotor adalah bagian pada motor DC yang berputar. Bagian ini terdiri dari kumparan jangkar. Sedangkan stator adalah bagian pada motor DC yang diam alias tidak bergerak. Bagian ini terdiri dari rangka dan juga kumparan medan. Dan dari dua bagian utama motor DC tadi masih bisa dibagi-bagi menjadi banyak bagian lain seperti Yoke (kerangka magnet), Field winding (kumparan medan magnet), Poles (kutub motor), Armature Winding (Kumparan Jangkar), Brushes (kuas/sikat arang), dan juga Commutator (Komutator).
Gambar 2.11 Prinsip Kerja Motor DC Sumber www.elektronicwings.com.
30
Prinsip kerja dari motor DC sebenarnya sangat sederhana, yakni menggunakan prinsip elektromagnetik dimana pada saat arus listrik diberikan, maka permukaan kumparan yang bersifat utara akan bergerak ke selatan, dan permukaan kumparan yang bersifat selatan akan bergerak ke utara dan menghasilkan sebuah putaran. Dan pada saat arus bergenti dialirkan, kutub utara kumparan akan bertemu kutub selatan magnet dan menyebabkan saling tarik menarik sehingga motor berhenti berputar. (Budiharto, Widodo. 2005)
31 3.1 Tahapan Penelitian
Metode Pelaksanaan dalam penelitian ini secara umum dibagi kedalam 5 tahap yang diperlihatkan oleh diagram berikut :
Tahap 1 : Pendesainan Prototipe Alat
Pada tahap ini kegiatan yang dilakukan adalah mendesain Alat Pada tahap ini akan di desain komponen-komponen alat .
Tahap 2 : Pembuatan Prototipe Alat
Prototpe alat terbuat dari bahan akrilik yang didesain menyerupain body mobil robot, yang dimana setiap komponen dari sistem dapat dipasang pada body mobil robot.
Tahap 3 : Pembuatan rangkaian alat
Pada tahap ini akan dilakukan pembuatan rangkaian alat yang berfungsi untuk melakukan akusisi data secara otomatis yang diperoleh sistem mikrokontroller.
Adapun tahapan- tahapan pelaksanaan pada tahap ini sebagai berikut:
1. Mendesain layout rangkaian dengan software Eagle.
2. Mencetak hasil layout pada kertas foto dengan menggunakan printer laser Z . 3. Mencetak hasil cetakan pada PCB dengan cara memanaskanya pada suhu 160
0C kemudian dilarutkan dengan menggunakan larutan FeCl2.
4. Memasang komponen- komponen elektronik sesuai dengan jalur yang telah dibuat pada layout rangkaian
32
Tahap 4 : Pengujian
Pada tahap ini akan dilakukan pengujian gerakan robot dengan menggunakan kontrol gestur..
Tahap 5 : Analisa Data
Pada tahap ini akan dilakukan analisa terhadap data yang diperoleh dari hasil pengujian. Analisa ini meliputi mengeplotan data dalam bentuk tabel sehingga dapat dilihat dan dibuktikan keakuratan hasil pengujian.
3.2 Metode pengumpulan Data
Dalam menyusun skripsi ini penulis melakukan beberapa penerapan metode penelitian untuk menyelesaikan permasalahan. Metode penelitian yang dilakukan adalah dengan cara:
1. Studi pustaka untuk mengumpulkan, mempelajari serta menyeleksi bahan-bahan tentang pemograman berbasis mikrokontroller Arduino.
2. Pengumpulan data yang berhubungan dengan tugas akhir.
Data yang dibutuhkan adalah data-data tentang komponen-komponen elektronika yang akan digunakan dalam perancangan alat.
3. Analisis Sistem.
Melakukan analisis terhadap program yang akan dibuat serta komponen- komponen elektronika yang digunakan.
4. Perancangan sistem.
Merancang suatu sistem tempat sampah yang dapat memisahkan sampah organik dan sampah an organik berbasis mikrokontroller arduino. Termasuk interface aplikasi dan perancangan susunan rangkaian elektronika.
5. Impelentasi Sistem (Coding).
Menyusun kode program untuk sistem Impelentasi Robot Remot Control Menggunakan gesture Berbasis Mikrokontroller Arduino dan NRF24L01.
6. Testing
Melakukan pengujian sistem yang telah dibuat sehingga dapat melakukan perbaikan sistem apabila ditemukan kesalahan pada sistem.
7. Dokumentasi Sistem.
Pembuatan dokumentasi sistem,lengkap dengan analisis yang telah diperoleh.
3.3 Analisis Sistem Sedang Berjalan
Bahasa Pemograman yang digunakan pada alat adalah Bahasa Pemograman Arduino yang dimana bahasa pemograman Arduino adalah sebuah kit elektronik open source yang dirancang khusus dengan kemampuan komputasi yang dapat berinteraksi secara lebih dekat dengan dunia nyata dibandingkan komputer biasa, Untuk memudahkan bagi para seniman, desainer, dan siapapun yang tertarik dalam menciptakan objek atau mengembangkan perangkat elektronik yang dapat berinteraksi dengan bermacam-macam sensor dan pengendali Arduino dapat di operasikan dengan cara menginstal terlebih dahulu software atau aplikasi pendukung untuk memprogram mikrokontroler arduino berupa program Sederhana,
34
dengan programming environment turunan dari bahasa pemrograman C yang mudah dimengerti
3.4 Rancangan Penelitian
3.4.1 Diagram Blok Sistem Gesture Pada Sarung Tangan
Gambar 3.1 Diagram Blok Rangkaian gesture
3.4.2 Diagram Blok Rangkaian Robot
Gambar 3.2 Diagram Blok Rangkaian Robot
36
3.5 Rancangan Penelitian
1. Baterai 12 Volt berfungsi sebagai sumber daya listrik.
2. Rangkaian Regulator 5 Volt berfungsi untuk menurunkan tegangan dari 12 volt menjadi 5 volt.
3. Arduino UNO berfungsi sebagai pemroses, penerima dan pengirim data.
4. NRF24L01 berfungsi media komunikasi pada sistem elektronika robot.
5. Driver L298N berfungsi sebagai pengendali arah putaran output motor DC.
6. Motor DC berfungsi sebagai output penggerak robot.
3.6 Rangkaian Penstabil Tegangan (Regulator)
Rangkaian ini berfungsi untuk memberikan supplay tegangan keseluruh rangkaian yang ada. Keluaran rangkaian regulator ini yaitu 5 volt, keluaran 5 volt.
Gambar 3.3 Rangkaian Regulator
Adaptor yang digunakan yaitu adaptor 12 volt, adaptor berfungsi untuk menurunkan tegangan dari 220 volt AC menjadi 12 volt DC. Regulator tegangan 5 volt (LM7805) digunakan agar keluaran yang dihasilkan tetap 5 volt walaupun terjadi perubahan pada tegangan masuknya. LED hanya sebagai indikator apabila apabila PSA dinyalakan.
38
3.7 Rangkaian NRF24L01
Gambar 3.4 Rangkaian NRF24L01
Vcc pada NRF24L01dihubungkan ke Vcc 5 volt Arduino Uno Gnd pada NRF24L01dihubungkan ke Gnd Arduino Uno Pin CE NRF24L01 dihubungkan ke pin 13 Arduino Uno Pin SCK NRF24L01 dihubungkan ke pin 12 Arduino Uno Pin MISO NRF24L01 dihubungkan ke pin 11 Arduino Uno Pin IRQ NRF24L01 dihubungkan ke pin 10 Arduino Uno Pin MOSI NRF24L01 dihubungkan ke pin 9 Arduino Uno Pin CSN NRF24L01 dihubungkan ke pin 8 Arduino Uno
3.8 Rangkaian Driver L298N
Gambar 3.5 Rangkaian Driver L298
Vcc 12 Volt pada Driver L298 dihubungkan ke sumber tegangan 12 Volt Vcc pada Driver L298 dihubungkan ke Vcc 5 volt Arduino Uno
Gnd pada Driver L298 dihubungkan ke Gnd Arduino Uno Pin 1 pada Driver L298 dihubungkan ke pin D5 Arduino Uno Pin 2 pada Driver L298 dihubungkan ke pin D4 Arduino Uno Pin 3 pada Driver L298 dihubungkan ke pin D3 Arduino Uno Pin 4 pada Driver L298 dihubungkan ke pin D2 Arduino Uno
40
3.9 Rangkaian Motor DC
Gambar 3.6 Rangkaian Motor DC
Kutub positif motor DC1 dihubungkan ke pin output 2 driver L298 Kutub negatif motor DC1 dihubungkan ke pin output 1 driver L298 Kutub positif motor DC2 dihubungkan ke pin output 2 driver L298 Kutub negatif motor DC2 dihubungkan ke pin output 2 driver L298
3.10 Rangkaian keseluruhan Sistem.
Pada rangkaian ini NRF24L01 berfungsi sebagai media komunikasi pada system elektronika robot, driver L298 berfungsi sebagai pengendali kecepatan dan arah putaran motor DC, motor DC berfungsi sebagai output gerak dari robot,dan rangkaian regulator berfungsi untuk mensupply daya listrik dari baterai pada alat.
Gambar 3.7 Rangkaian keseluruhan Sistem
42
3.11 Flowchart sistem robot
Gambar 3.8 Flowcahrt System robot
START
INISIALISASI PROGRAM
ARDUINO MENERIMA INPUTAN SINYAL DARI NRF24L01
MOTOR DC 1 PIN 1 = 0 MOTOR DC 1 PIN 2 = 0 MOTOR DC 2 PIN 1 = 0 MOTOR DC 2 PIN 2 = 0 APAKAH
MAJU?
MOTOR DC 1 PIN 1 = 1 MOTOR DC 1 PIN 2 = 0 MOTOR DC 2 PIN 1 = 1 MOTOR DC 2 PIN 2 = 0
MOTOR DC 1 PIN 1 = 0 MOTOR DC 1 PIN 2 = 0 MOTOR DC 2 PIN 1 = 0 MOTOR DC 2 PIN 2 = 0
APAKAH KANAN?
MOTOR DC 1 PIN 1 = 1 MOTOR DC1 PIN 2 = 0 MOTOR DC 2 PIN 1 = 0 MOTOR DC2 PIN 2 = 1
MOTOR DC 1 PIN 1 = 0 MOTOR DC 1 PIN 2 = 0 MOTOR DC 2 PIN 1 = 0 MOTOR DC 2 PIN 2 = 0
MOTOR DC 1 PIN 1 = 0 MOTOR DC 1 PIN 2 = 0 MOTOR DC 2 PIN 1 = 0 MOTOR DC 2 PIN 2 = 0 APAKAH
KIRI?
MOTOR DC 1 PIN 1 = 0 MOTOR DC 1 PIN 2 = 1 MOTOR DC 2 PIN 1 = 1 MOTOR DC 2 PIN 2 = 0 MOTOR DC 1 PIN 1 = 0 MOTOR DC1 PIN 2 = 1 MOTOR DC2 PIN 1 = 0 MOTOR DC 2 PIN 2 = 1 YA
TIDAK
SELESAI
APAKAH MUNDUR
TIDAK
TIDAK
TIDAK YA
YA
YA
3.11.1 Algoritma Flowchart pada robot 1. Start.
2. Inisialisasi Perangkat, ini dimaksudkan apakah perangkat sudah terpasang dengan benar sesuai dengan skematik rangkaian.
3. Proses selanjutnya adalah sistem elektronika robot mobil membaca perintah sinyal inputan dari NRF24L01.
4. Jika data sinyal inputan motor1 pin1=0, motor1 pin2=1, motor2 pin1=0,dan motor2pin2=1, maka mobil robot bergerak maju.
5. Jika data sinyal inputan motor1 pin1=1, motor1 pin2=0, motor2 pin1=1,dan motor2pin2=0, maka mobil robot bergerak mundur.
6. Jika data sinyal inputan motor1 pin1=1, motor1 pin2=0, motor2 pin1=0,dan motor2pin2=1, maka mobil robot bergerak ke kanan.
7. Jika data sinyal inputan motor1 pin1=0, motor1 pin2=1, motor2 pin1=1,dan motor2pin2=0, maka mobil robot bergerak ke kiri.
8. Selesai
44
3.11.2 Flowchart Sistem pada gesture
Gambar 3.9 Flowcahrt System gesture
MOTOR DC 1 PIN 1 = 0 MOTOR DC1 PIN 2 = 1 MOTOR DC2 PIN 1 = 0 MOTOR DC 2 PIN 2 = 1
DEPAN
KANAN BELAKANG
KIRI MOTOR DC 1 PIN 1 = 1
MOTOR DC 1 PIN 2 = 0 MOTOR DC 2 PIN 1 = 1 MOTOR DC 2 PIN 2 = 0
MOTOR DC 1 PIN 1 = 1 MOTOR DC1 PIN 2 = 0 MOTOR DC 2 PIN 1 = 0 MOTOR DC2 PIN 2 = 1
MOTOR DC 1 PIN 1 = 0 MOTOR DC 1 PIN 2 = 1 MOTOR DC 2 PIN 1 = 1 MOTOR DC 2 PIN 2 = 0
INISIALISASI PROGRAM
START
SELESAI SENSOR MPU6050 MEMBERI INPUT
DATA
3.11.3 Algoritma Flowchart 1. Start.
2. Inisialisasi Perangkat, ini dimaksudkan apakah perangkat sudah terpasang dengan benar sesuai dengan skematik rangkaian.
3. Proses selanjutnya adalah sensor MPU6050 memberikan input data pada mikrokontroller
4. Jika gesture depan maka data yang terkirim ke mikrokontroller adalah 0101.
5. Jika gesture belakang maka data yang terkirim ke mikrokontroller adalah 1010.
6. Jika gesture kanan maka data yang terkirim ke mikrokontroller adalah 1001.
7. Jika gesture kiri maka data yang terkirim ke mikrokontroller adalah 0110.
46 BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Kebutuhan Spesifikasi Minimum Hardware dan Software.
Adapun identifikasi kebutuhan dari simulasi system alat yang akan dirancang yaitu analisis kebutuhan hardware, kebutuhan desain dan analisis kebutuhan software.
1. Kebutuhan Perangkat Keras (Hardware)
Dalam perancangan “Impelentasi Robot Remot Control Menggunakan gesture BerbasisMikrokontroller Arduino dan NRF24L01”,membutuhkan perangkat keras (hardware) yang mempunyai spesifikasi minimal sebagai berikut:
a. LaptopProccessorIntel Core 2 Duo CPU b. Memory 2.00GB
c. Harddisk500GB
d. Monitor denganresolusi 1366 x 768pixel.
2. KebutuhanDesainPerangkat
Adapun kebutuhan design perangkat antara lain : a. Kabel data USB dan kabel pelangi
b. Nrf24l01
c. MikrokontrollerArduino Nano d. Motor DC
e. Driver L298N f. Baterai
g. Lem h. Solder i. Timah j. Papan PCB
k. Beberapa baut dan mur
3. KebutuhanPerangkatLunak (Software)
Adapun perangkat lunak (software) yang dibutuhkan dalam iImpelentasi Robot Remot Control Menggunakan gesture Berbasis Mikrokontroller Arduino dan NRF24L01 dalahsoftware Eagle dan dalam perancangan ini juga menggunakan aplikasi arduino adalah program bahasa C compile rberbasis windows untuk mikrokontroler arduino.
4.2 Pengujian Software
Untuk mengetahui apakah rangkaian Mikrokontroler Arduino Uno telah bekerja dengan baik pada alat, maka dilakukan pengujian dengan memberikan program perintah pada Mikrokontroler dengan melakukan penginputan data dari computer kedalam Mikrokontroler. Dalam melakukan instalasi hubungkan terlebih dahulu menghubungkan antara computer dengan downloader melalui kabel USB kerangkaian mikrokontroler.
48
Untuk melakukan pengujian alat dengan perintah dapat dilakukan dengan beberapa langkah antara lain :
1. Langkah pertama yang dilakukan adalah menjalankan software Arduino, Setelah aplikasi melakukan load maka akan terlihat bentuk tampilan seperti gambar 4.1 :
Gambar 4.1Tampilan Software Arduino.
2. Selanjutnya untuk memprogram Mikrokontroler Arduino Uno yaitu dengan mengetikkan program sesuai dengan yang dibutuhkan pada alat. Seperti yang terlihat pada gambar IV.2. :
Gambar 4.2 Tampilan Program
50
3. Sebelum melanjutkan tahap instalasi mikrokontroler pada program yang telah selesai, maka terlebih dahulu program tersebut di Save sebelum di Compile.
Untuk menyimpan Program dapat dilihat pada gambar IV.3.
Gambar 4.3 Proses Penyimpanan File.
4. Untuk melanjutkan tahap instalasi mikrokontroler, program terlebih dahulu di- check dengan mengklik tombol “Compile” atau ikon proses ini berfungsi untuk mensetting program kedalam Chip Mikrokontroler. Dapat dilihat apakah program yang dibuat memiliki kesalahan atautidak, kalau berhasil maka akan tertulis “No errors”. Proses Compile dapat dilihat pada gambarIV.4.
Gambar 4.4 Hasil Compile
52
5. Apabila terdapat kesalahan pada program tersebut , maka tampilan pada Arduino yang telah kita buat sebelumnya akan terjadi seperti gambar dibawah ini.
Gambar 4.5 Hasil Compile program yang salah
4.3 Pengujian Hardware
Setelah semuarangkaian yang telah selesai dirancang pada “Impelentasi Robot Remot Control Menggunakan gesture Berbasis Mikrokontroller Arduino dan NRF24L01”, kemudian dilakukan penyatuan semua rangkaian yang telah selesai.
Berikut adalah gambar hasil dari perancangan sistem ditunjukan oleh gambar:
Gambar 4.6 Keseluruhan dari Hardware
54
4.4 Uji Coba Perangkat
Setelah semua komponen terpasang dan program selesai disusun, maka langkah berikutnya adalah melakukan pengujian alat. Pengujian ini dilakukan secara bertahap dari rangkaian kerangkaian berikutnya.
4.5 Pengujian Rangkaian regulator
Pengujian rangkaian regulator ini bertujuan untuk mengetahui tegangan yang dikeluarkan oleh rangkaian tersebut, dengan mengukur tegangan keluaran dari output regulator 7805 menggunakan multimeter digital. Setelah dilakukan pengukuran maka diperoleh besarnya tegangan keluaran sebesar 5 volt. Dengan begitu dapat dipastikan apakah terjadi kesalahan terhadap rangkaian atau tidak.
Gambar 4.7 Tegangan Output Ic Regulator 7805.
4.6 Pengujian Mikrokontroler Nodel MCU ESP8266
Untuk mengetahui apakah rangkaian mikrokontroler Arduino Nano telah bekerja dengan baik, maka dilakukan pengujian. Pengujian bagian ini dilakukan dengan memberikan program pada mikrokontroler Arduino Nano. inilah contoh gambar pengujian yang telah di buat dan dirancang tersebut .
Gambar 4.8 Proses PemogramanArduino Nano.
56
4.7 Pengujian Gerak Robot Dengan menggunakan Gesture
Pada tahap ini pengujian gerakan robot dilakukan dengan menggunakan gesture tangan sebagai pengontrol gerakan robot untuk maju, mundur, kanan dan kiri. Inilah hasil contoh gambar robot remote control menggunakan gesture yang telah dirancang dan dibuat ..
Gambar 4.9 Robot remote control menggunakan gesture
4.8 Hasil pengujian gerakan gesture Tabel 4.1.Pengujian Gerakan Gesture
No Gerak Gersture Nilai Sensor
1 Depan 17.000
2 Belakang 17.000
3 Kanan 300
4 Kiri 400
Dan selanjutnya dilakukan pengujian menggerakan mobil robot hasil pengujian gerakan robot dapat dilihat pada table dibawah ini
Tabel 4.2 Pengujian Gerakan Robot
Nilai Sensor Data Driver L298N 1 Motor DC
17.000 0101 BergerakMaju
17.000 1010 BergerakMundur
300 0110 BelokKanan
400 1010 Belok Kiri
58 BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
Setelah melakukan tahap perancangan dan pembuatan sistem yang kemudian dilanjutkan dengan tahap pengujian dan analisa maka dapat diambil kesimpulan sebagai berikut :
1. Prinsip kerja NRF24L01 pada sistem alat adalah sebagai media komunikasi antara sistem robot dengan gesture tangan.
2. Gesture tangan dapat diaplikasikan sebagai pengontrol untuk menggontrol pergerakan robot.
3. Arduino nano berfungsi sebagai pengontrol, penerima data, dan pengolah data dalam sistem robot gesture.
5.2 Saran
Beberapa saran untuk pengembangan program dan penelitian lebih lanjut adalah sebagai berikut:
1. Dengan beberapa pengembangan dan penyempurnaan system dari alat ini akan dapat lebih sempurna lagi hasilnya.
2. Pemograman yang telah ada lebih disederhanakan lagi, dan dijelaskan lebih detail agar lebih mudah dipahami.
DAFTAR PUSTAKA
Badawi, A. (2018). Evaluasi Pengaruh Modifikasi Three Pass Protocol Terhadap Transmisi Kunci Enkripsi.
Budiharto, Widodo. 2005. Panduan Lengkap Belajar Mikrokontroler. Jakarta:
Dhany, H. W., Izhari, F., Fahmi, H., Tulus, M., & Sutarman, M. (2017, October).
Encryption and decryption using password based encryption, MD5, and DES. In International Conference on Public Policy, Social Computing and Development 2017 (ICOPOSDev 2017) (pp. 278-283). Atlantis Press.
Edward, Setyawan. 1994. Pemograman dengan C/C++ dan Aplikasi Numerik.
Elektur. 1996. Rangkaian Elektronika. Penerjemah P.Pratomo dkk. Jakarta:
Erlangga. Jakarta.
Fuad, R. N., & Winata, H. N. (2017). Aplikasi Keamanan File Audio Wav (Waveform) Dengan Terapan Algoritma Rsa. Infotekjar: Jurnal Nasional Informatika Dan Teknologi Jaringan, 1(2), 113-119.
Grasser, Felix; D’arrigo, Aldo; Colombi, Silvio; Rufer, Alfred (2002), ”JOE: A Mobile, Inverted Pendulum”, IEEE Transactions on Industrial Electronics, Vol. 49, No. 1, pp. 107 - 114, 2002.
Hariyanto, E., & Rahim, R. (2016). Arnold’s cat map algorithm in digital image encryption. International Journal of Science and Research (IJSR), 5(10), 1363- 1365.
Hariyanto, E., Lubis, S. A., & Sitorus, Z. (2017). Perancangan prototipe helm pengukur kualitas udara. KOMIK (Konferensi Nasional Teknologi Informasi dan Komputer), 1(1).
Hendrawan, J. (2018). Rancang Bangun Aplikasi Mobile Learning Tuntunan Shalat.
INTECOMS: Journal of Information Technology and Computer Science, 1(1), 44-59.
Invensense,2011 Teori sensor mpu6050 Gramedia .Jakarta
Iqbal, M., Siahaan, A. P. U., Purba, N. E., & Purwanto, D. (2017). Prim's Algorithm for Optimizing Fiber Optic Trajectory Planning. Int. J. Sci. Res. Sci. Technol, 3(6), 504-509.
Janner Simarmata. 2006. Pengenalan Teknologi Komputer dan Informasi.
Jogiyanto Hartono. 1993. Konsep Dasar Pemograman Bahasa C. Andi
P. Insap Santosa. 1991. Teknik Digital. Andi Yogyakarta. Yogyakarta Pemogramanya dengan bahasa c pada WinAVR. Jakarta: Penerbit Percetakan PT.Gramedia.
PT.Elex Media Komputindo.
Putri, N. A. (2018). Sistem Pakar untuk Mengidentifikasi Kepribadian Siswa Menggunakan Metode Certainty Factor dalam Mendukung Pendekatan Guru. INTECOMS: Journal of Information Technology and Computer Science, 1(1), 78-90.
Rahim, R. (2018, October). A Novelty Once Methode Power System Policies Based On SCS (Solar Cell System). In International Conference of ASEAN Prespective and Policy (ICAP) (Vol. 1, No. 1, pp. 195-198).
Rahim, R., Aryza, S., Wibowo, P., Harahap, A. K. Z., Suleman, A. R., Sihombing, E.
E., ... & Agustina, I. (2018). Prototype file transfer protocol application for LAN and Wi-Fi communication. Int. J. Eng. Technol., 7(2.13), 345-347.
Sarif, M. I. (2017). Penemuan Aturan yang Berkaitan dengan Pola dalam Deret Berkala (Time Series).
Setiawan, Iwan, Jakarta,2008.“Aplikasi Mikrokontroller”, Elex Media Komputindo,.
Sitorus, Z. (2018). Kebutuhan Web Service untuk Sinkronisasi Data Antar Sistem Informasi dalam Universitas. Jurnal Teknik dan Informatika, 5(2), 87-90.
Sitorus, Z., Saputra, K, S., Sulistianingsih, I. (2018) C4.5 Algorithm Modeling For Decision Tree Classification Process Against Status UKM.
Situmorang, Marhaposan. 2011. Dasar-dasar Mikrokontroler MCS-5. USU press. Medan
Sumartono, I., Siahaan, A. P. U., & Mayasari, N. (2016). An overview of the RC4 algorithm. IOSR J. Comput. Eng, 18(6), 67-73.
Syahwil, Muhammad. 2013. Panduan Mudah Simulasi & Praktek Mikrokontroler Arduiono. ANDI OFFSET. Yogyakarta.
Winoto, Ardi. 2008. Mikrokontroler AVR ATMEGAAA8/328535 dan
